Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa

Strona

1

4. PRZYKŁAD OBLICZANIA ZAPOTRZEBOWANIA NA MOC CIEPLNĄ

PRZYKŁAD 1

Obliczyć zapotrzebowanie na moc cieplną dla pomieszczeń budynku przedstawionego na rys.1.

Dane wyjściowe:

•

budynek mieszkalny 4 kondygnacyjny

•

położenie budynku ..................Warszawa,

•

wysokość kondygnacji w osiach stropów 3 m,

•

grubość stropów ..................... 0.3 m.

•

piwnice i poddasze nieogrzewane

Zewnętrzne wymiary ościeży okien i drzwi podano na rys.1.

Pokój
t

i

= +20

o

C

Kub = 22 m

3

101

102

103

104

105

106

90

200

80

200

80

200

80

200

80

200

70

200

180/120

180/120

180/120

120/120

280

190

200

290

280

300

250

270

330

N

Pokój
t

i

= +20

o

C

Przedpokój
t

i

= +20

o

C

Łazienka
t

i

= +24

o

C

Pokój
t

i

= +20

o

C

Kuchnia
t

i

= +20

o

C

Kub = 24 m

3

Kub = 18 m

3

Kub = 13 m

3

Rys. 1. Rzut typowej kondygnacji budynku (bez skali)

•

Obliczeniowa temperatura powietrza zewnętrznego

Warszawa, III strefa klimatyczna (materiały 3 rys. 2). Zgodnie z tablicą 3 (materiały 3) obliczeniowa temperatura
powietrza zewnętrznego te = -20

°°°°

C.

19

22

Kub = 10 m

3

Kub = 16 m

3

16

11

Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa

Strona

2

•

Obliczeniowa temperatura powietrza w pomieszczeniach

Obliczeniową temperaturę powietrza w pomieszczeniach odczytano z tablicy 5 (materiały 3) i naniesiono na rzut
kondygnacji.

Zestawienie temperatur obliczeniowych

Opis

Symbol

t

°°°°

C

Temperatura zewn

ę

trzna

te

-20

Temperatura w pokoju, kuchni i przedpokoju

ti

20

Temperatura w łazienkach

ti

24

Temperatura w nieogrzewanych piwnicach

ti

0

Temperatura na nieogrzewanym poddaszu

ti

-15

Zestawienie współczynników przenikania ciepła U

Opis przegrody

Symbol

U

W/m2K

Ś

ciana zewn

ę

trzna 51 cm

Sz-51

0.290

Ś

ciana wewn

ę

trzna 15 cm

Sw-15

2.041

Ś

ciana wewn

ę

trzna 40 cm

Sw-41

1.267

Strop nad piwnic

ą

34 cm

P-34

0.590

Strop pod poddaszem nieogrzewanym

Sf-38

0.261

Drzwi wewn

ę

trzne nieocieplone

Dwd 1

5.100

Drzwi wewn

ę

trzne deskowe

Dwd 2

2.500

Okno zespolone drewniane oszklone
potrójnie

Od1.3

2.000

Dodatki d1 d2
Dodatki d1 i d2 określono indywidualnie dla każdego pomieszczenia na podstawie tablic 1 i 2 (materiały 3).

Obliczenia zapotrzebowania na moc cieplną

Numer

Przegroda

U

ti - te

Strata

1+

ΣΣΣΣ

d

Zapotrz.

Uwagi

pom.

symbol pow.

ciepła

ciepła

m2

W/m2K

K

W

W

1 Pokój

ti = 20

o

C Sz-51

9.90

0.290

40

115

d1= 0.150

3 prz. chł.

V = 19 m

3

Sz-51

8.40

0.290

40

97

Sw-41

5.70

1.267

-4

-29

d2= -0.025

N,W*

P-34

9.24

0.590

20

109

Od1.3

2.16

1.710

40

148

U-U**

Σ

440

1.125

Q=495

Qw = [0.34

⋅

(20-(-20))-9]19 =

87

87

Σ

Q

o

=582

*

025

.

0

2

05

.

0

0

2

−

=

−

=

d

-

(

ś

rednia arytmetyczna

),

**













⋅

=

−

=

−

=

−

K

U

U

U

Sz

Od

2

51

3

.

1

m

W

710

.

1

290

.

0

2

- (powierzchnia okna nie została odj

ę

ta przy

obliczaniu strat przez

ś

cian

ę

zewn

ę

trzn

ą

Sz-51).

Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa

Strona

3

Numer

Przegroda

U

ti - te

Strata

1+

ΣΣΣΣ

d

Zapotrz.

Uwagi

pom.

symbol pow.

ciepła

ciepła

m2

W/m2K

K

W

W

2

Pokój

ti = 20

o

C Sz-51

9.00

0.290

40

104

d1= 0.130

2 prz. chł.

V = 22 m

3

Sw-41

3.00

1.267

12

46

d2= 0.000

N

P-34

9.90

0.590

20

117

Od1.3

2.16

1.710

40

148

U-U

Σ

416

1.130

Q=470

Qw = [0.34

⋅

(20-(-20))-9]22 =

101

101

Σ

Q

o

=571

3

Łazienka

ti = 24

o

C Sz-51

7.50

0.290

44

96

d1= 0.130

2 prz. chł.

V = 10 m

3

Sw-41

5.70

1.267

4

29

d2= -0.050

W

Sw-15

7.50

2.041

4

61

Sw-15

5.70

2.041

4

47

P-34

4.75

0.590

24

67

Dwd 1

1.40

3.059

4

17

U-U**

Σ

317

1.080

Q=342

Qw = [0.34

⋅

(24-(-20))-9]10 =

60

60

Σ

Q

o

=402

**













⋅

=

−

=

−

=

−

K

U

U

U

Sw

Dwd

2

15

1

m

W

059

.

3

127

.

2

100

.

5

- (powierzchnia drzwi nie została odj

ę

ta

przy obliczaniu strat przez

ś

cian

ę

wewn

ę

trzn

ą

Sw-15).

4

Przedpokój

ti = 20

o

C Sw-41

7.50

1.267

12

26

d1= 0.100

1 prz. chł.

V = 16 m

3

Sw-15

7.50

2.041

-4

-61

d2= 0.000

P-34

7.25

0.590

20

86

Dwd 1

1.40

3.059

-4

-17

U-U

Dwd 2

1.80

1.233

12

27

U-U*

Σ

60

1.100

Q=66

Qw = [0.34

⋅

(20-(-20))-9]16 =

0

0

Σ

Q

o

=66

*













⋅

=

−

=

−

=

−

K

U

U

U

Sw

Dwd

2

41

2

m

W

233

.

1

267

.

1

500

.

2

- (powierzchnia drzwi nie została odj

ę

ta

przy obliczaniu strat przez

ś

cian

ę

wewn

ę

trzn

ą

Sw-41).

5

Pokój

ti = 20

o

C Sz-51

8.10

0.290

40

94

d1= 0.150

3 prz. chł.

V = 16 m

3

Sz-51

8.40

0.290

40

97

d2= -0.075

S,W*

Sw-15

5.70

2.041

-4

-47

P-34

7.56

0.590

20

89

Od1.3

2.16

1.710

40

148

U-U

Σ

382

1.075

Q=410

Qw = [0.34

⋅

(20-(-20))-9]16 =

74

74

Σ

Q

o

=484

*

075

.

0

2

05

.

0

10

.

0

2

−

=

−

−

=

d

- (

ś

rednia arytmetyczna),

Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa

Strona

4

Numer

Przegroda

U

ti - te

Strata

1+

ΣΣΣΣ

d

Zapotrz.

Uwagi

pom.

symbol pow.

ciepła

ciepła

m2

W/m2K

K

W

W

6

Kuchnia

ti = 20

o

C Sz-51

6.00

0.290

40

70

d1= 0.130

2 prz. chł.

V = 11 m

3

Sw-41

8.10

1.267

12

123

d2= -0.100

S

P-34

5.40

0.590

20

64

Od1.3

1.44

1.710

40

99

U-U

Σ

359

1.030

Q=369

Qw = [0.34

⋅

(20-(-20))-9]11 =

51

51

Σ

Q

o

=420

101

Pokój

ti = 20

o

C Sz-51

9.90

0.290

40

115

d1= 0.030

2 prz. chł.

V = 19 m

3

Sz-51

8.40

0.290

40

97

Sw-41

5.70

1.267

-4

-29

d2= -0.025

N,W

Od1.3

2.16

1.71

40

148

U-U

Σ

331

1.005

Q=333

Qw = [0.34

⋅

(20-(-20))-9]19 =

87

87

Σ

Q

o

=420

102

Pokój

ti = 20

o

C Sz-51

9.00

0.290

40

104

d1= 0.000

1 prz. chł.

V = 22 m

3

Sw-41

3.00

1.267

10

38

d2= 0.000

N

Od1.3

2.16

1.710

40

148

U-U

Σ

290

1.000

Q=290

Qw = [0.34

⋅

(20-(-20))-9]22 =

101

101

Σ

Q

o

=391

103

Łazienka

ti = 24

o

C Sz-51

7.50

0.290

44

96

d1= 0.000

1 prz. chł.

V = 10 m

3

Sw-41

5.70

1.267

4

29

d2= -0.050

W

Sw-15

7.50

2.041

4

61

Sw-15

5.70

2.041

4

47

Dwd 1

1.40

3.059

4

17

U-U

Σ

249

0.950

Q=237

Qw = [0.34

⋅

(24-(-20))-9]10 =

60

60

Σ

Q

o

=297

104

Przedpokój

ti = 20

c

C Sw-41

7.50

1.267

10

95

d1= 0.000

0 prz. chł.

V = 16 m

3

Sw-15

7.50

2.041

-4

-61

d2= 0.000

Dwd 1

1.40

3.059

-4

-17

U-U

Dwd 2

1.80

1.233

10

22

U-U

Σ

39

1.000

Q=39

Qw = [0.34

⋅

(20-(-20))-9]16 =

0

0

Σ

Q

o

=39

105

Pokój

ti = 20

c

C Sz-51

8.10

0.290

40

94

d1= 0.030

2 prz. chł.

V = 16 m

3

Sz-51

8.40

0.290

40

97

d2= -0.075

S,W*

Sw-15

5.70

2.041

-4

-47

Od1.3

2.16

1.71

40

148

U-U

Σ

293

0.955

Q=279

Qw = [0.34

⋅

(20-(-20))-9]16 =

74

74

Σ

Q

o

=474

Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa

Strona

5

Numer

Przegroda

U

ti - te

Strata

1+

ΣΣΣΣ

d

Zapotrz.

Uwagi

pom.

symbol pow.

ciepła

ciepła

m2

W/m2K

K

W

W

106

Kuchnia

ti = 20

c

C Sz-51

6.00

0.290

40

70

d1= 0.000

1 prz. chł.

V = 11 m

3

Sw-41

8.10

1.267

10

103

d2= -0.100

S

Od1.3

1.44

1.710

40

99

U-U

Σ

271

0.900

Q=244

Qw = [0.34

⋅

(20-(-20))-9]11 =

51

51

Σ

Q

o

=294

201

Pokój

Obliczenia jak dla pomieszczenia 101

Σ

Q

o

=420

202

Pokój

ti = 20

c

C Sz-51

9.00

0.290

40

104

d1= 0.000

1 prz. chł.

V = 22 m

3

Sw-41

3.00

1.267

8

30

d2= 0.000

N

Od1.3

2.16

1.710

40

148

U-U

Σ

283

1.000

Q=283

Qw = [0.34

⋅

(20-(-20))-9]22 =

101

101

Σ

Q

o

=304

203

Łazienka

Obliczenia jak dla pomieszczenia 103

Σ

Q

o

=297

204

Przedpokój

ti = 20

c

C Sw-41

7.50

1.267

8

76

d1= 0.000

0 prz. chł.

V = 16 m

3

Sw-15

7.50

2.041

-4

-61

d2= 0.000

Dwd 1

1.40

3.059

-4

-17

U-U

Dwd 2

1.80

1.233

8

18

U-U

Σ

16

1.000

Q=16

Qw = [0.34

⋅

(20-(-20))-9]16 =

0

0

Σ

Q

o

=16

205

Pokój

Obliczenia jak dla pomieszczenia 105

Σ

Q

o

=474

206

Kuchnia

ti = 20

c

C Sz-51

6.00

0.290

40

70

d1= 0.000

1 prz. chł.

V = 11 m

3

Sw-41

8.10

1.267

8

82

d2= -0.100

S

Od1.3

1.44

1.710

40

99

U-U

Σ

250

0.900

Q=225

Qw = [0.34

⋅

(20-(-20))-9]11 =

51

51

Σ

Q

o

=276

301 Pokój

ti = 20

c

C Sz-51

9.90

0.290

40

115

d1= 0.050

3 prz. chł.

V = 19 m

3

Sz-51

8.40

0.290

40

97

Sw-41

5.70

1.267

-4

-29

d2= -0.025

N,W

Sf-38

9.24

0.261

35

84

Od1.3

2.16

1.710

40

148

U-U

Σ

415

1.025

Q=426

Qw = [0.34

⋅

(20-(-20))-9]19 =

87

87

Σ

Q

o

=513

Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa

Strona

6

Numer

Przegroda

U

ti - te

Strata

1+

ΣΣΣΣ

d

Zapotrz.

Uwagi

pom.

symbol pow.

ciepła

ciepła

m2

W/m2K

K

W

W

302 Pokój

ti = 20

o

C Sz-51

9.00

0.290

40

104

d1= 0.030

2 prz. chł.

V = 22 m

3

Sw-41

3.00

1.267

6

23

d2= 0.000

N

Sf-38

9.90

0.261

35

90

Od1.3

2.16

1.710

40

148

U-U

Σ

365

1.030

Q=376

Qw = [0.34

⋅

(20-(-20))-9]22 =

101

101

Σ

Q

o

=478

303 Łazienka

ti = 24

O

C Sz-51

7.50

0.290

44

96

d1= 0.030

2 prz. chł.

V = 10 m

3

Sw-41

5.70

1.267

4

29

d2= -0.050

W

Sw-15

7.50

2.041

4

61

Sw-15

5.70

2.041

4

47

Sf-38

4.75

0.261

39

48

Dwd 1

1.40

3.059

4

17

U-U

Σ

298

0.980

Q=292

Qw = [0.34

⋅

(24-(-20))-9]10 =

60

60

Σ

Q

o

=351

304 Przedpokój

ti = 20

o

C Sw-41

7.50

1.267

6

57

d1= 0.000

1 prz. chł.

V = 16 m

3

Sw-15

7.50

2.041

-4

-61

d2= 0.000

Sf-38

7.25

0.261

35

66

Dwd 1

1.40

3.059

-4

-17

U-U

Dwd 2

1.80

1.233

6

13

U-U

Σ

58

1.000

Q=58

Qw = [0.34

⋅

(20-(-20))-9]16 =

0

0

Σ

Q

o

=58

305 Pokój

ti = 20

o

C Sz-51

8.10

0.290

40

94

d1= 0.050

3 prz. chł.

V = 16 m

3

Sz-51

8.40

0.290

40

97

d2= -0.075

S,W

Sw-15

5.70

2.041

-4

-47

Sf-38

7.56

0.261

35

69

Od1.3

2.16

1.710

40

148

U-U

Σ

362

0.975

Q=353

Qw = [0.34

⋅

(20-(-20))-9]16 =

74

74

Σ

Q

o

=426

306 Kuchnia

ti = 20

o

C Sz-51

6.00

0.290

40

70

d1= 0.030

2 prz. chł.

V = 11 m

3

Sw-41

8.10

1.267

6

62

d2= -0.100

S

Sf-38

5.40

0.261

35

49

Od1.3

1.44

1.710

40

99

U-U

Σ

279

0.930

Q=260

Qw = [0.34

⋅

(20-(-20))-9]11 =

51

51

Σ

Q

o

=310

Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa

Strona

7

Obliczenie zapotrzebowania na moc cieplną dla klatki schodowej

Dane:

•

temperatura na klatce schodowej

8

o

C

•

okno na każdej kondygnacji na klatce schodowej o wymiarach 120/120 cm

•

inne dane jak na początku przykładu

Dla klatek schodowych, przy ustalaniu strat ciepła należy przyjmować temperaturę obliczeniową

t = 8

o

C, jednakową na całej wysokości klatki.

Przy ustalaniu zysków ciepła klatek schodowych i strat ciepła pomieszczeń przyległych,

obliczeniową temperaturę wewnętrzną klatki schodowej należy zwiększać przyjmując przyrost
temperatury równy 2 K na każdą kondygnację aż do momentu wyrównania z temperaturą obliczeniową
przyległych pomieszczeń.

Zestawienie współczynników przenikania ciepła U

Opis przegrody

Symbol

U

W/m2K

Ś

ciana zewn

ę

trzna 51 cm

Sz-51

0.290

Ś

ciana wewn

ę

trzna 15 cm

Sw-15

2.041

Ś

ciana wewn

ę

trzna 41 cm

Sw-41

1.267

Strop pod poddaszem

Sf-38

0.261

Strop nad piwnic

ą

na klatce schodowej

i schody

P-19

2.150

Drzwi wewn

ę

trzne deskowe

Dwd 2

2.500

Drzwi zewn

ę

trzne nieocieplone

metalowe

Dwd 3

5.600

Okno zespolone drewniane oszklone
potrójnie

Od1.3

2.000

7

××××

16

25

9

××××

16

25

90

200

90

200

90

200

80

200

0.00

+

1.12

-

5.20

2.50

A

A

B

B

Rys. 2. Rzut parteru klatki schodowej bez skali

Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa

Strona

8

1.12

- 1.44

-

2.20

1.75

0.00

+

Rys. 3. Przekrój A-A przez klatkę schodową

-

1.44

1.12

-

0.00

+

1.44

+

2.25

1.95

Rys. 4. Przekrój B-B przez klatkę schodową.

Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa

Strona

9

Formularz 19. Obliczenia zapotrzebowania na moc cieplną dla klatki schodowej

Numer

Przegroda

U

ti - te

Strata

1+

ΣΣΣΣ

d

Zapotrz.

Uwagi

pom.

symbol pow.

ciepła

ciepła

m2

W/m2K

K

W

W

Klatka schodowa

ti = 8

o

C

Sz-51

24.00

0.290

28

195

d1= 0.030

2 prz. chł.

V = 90 m

3

Sw-41

3.44

1.267

8

35

A*

Sw-41

15.60

1. 267

-12

-237

d2= -0.100

S

Sw-41

11.17

1. 267

-12

-170

A**

Dwd 2

3.60

1.233

-12

-53

Sw-41

6.00

1. 267

-12

-91

Sw-41

15.60

1. 267

-10

-198

Sw-41

15.60

1. 267

-10

-198

Sw-41

6.00

1. 267

-10

-76

Dwd 2

3.60

1.233

-10

-44

Numer

Przegroda

U

ti - te

Strata

1+

ΣΣΣΣ

d

Zapotrz.

Uwagi

pom.

symbol pow.

Ciepła

ciepła

m2

W/m2K

K

W

W

Sw-41

15.60

1. 267

-8

-158

Sw-41

15.60

1. 267

-8

-158

Sw-41

6.00

1. 267

-8

-61

Dwd 2

3.60

1. 267

-8

-37

Sw-41

15.60

1. 267

-6

-119

Sw-41

15.60

1. 267

-6

-119

Sw-41

6.00

1. 267

-6

-46

Dwd 2

3.60

1.233

-6

-27

P-19

10.40

2.150

8

179

Sf-38

10.40

0.261

23

62

Od1.3

4.32

1.710

28

207

U-U

Dwd 3

1.80

4.333

28

218

0.930

U-U***

Σ

-895

1.070

Q=-957

Qw = [0.34

⋅

(8-(-20))-9]90 =

47

47

Σ

Q

o

=-910

*

(

)

[ ]

2

m

44

.

3

12

.

1

75

.

1

2

20

.

2

5

.

0

=

⋅

+

⋅

⋅

=

A

- pole powierzchni ściany wewnętrznej

Sw-41 rozdzielającej piwnicę i klatkę schodową (rys. 3).

**

(

)

[ ]

2

m

17

.

11

44

.

1

2

95

.

1

25

.

2

5

.

0

0

.

3

20

.

5

=

⋅

⋅

+

⋅

−

⋅

=

A

- pole powierzchni ściany wewnętrznej

Sw-41 rozdzielającej klatkę schodową i pomieszczenie (pokój) na parterze (rys. 4).

***













⋅

=

−

=

−

=

−

K

U

U

U

Sz

Dwd

2

51

3

m

W

065

.

5

535

.

0

600

.

5

- (powierzchnia drzwi nie została odjęta

przy obliczaniu strat przez ścianę zewnętrzną Sz-51).

Ujemna wartość zapotrzebowania na moc cieplną dla klatki schodowej świadczy o tym, że klatka nie wymaga
ogrzewania.


W przedpokojach pomieszczeń mieszkalnych nie instaluje się grzejników, lecz obliczoną moc cieplną dla
przedpokoju rozdziela się proporcjonalnie do obciążeń cieplnych otaczających go pomieszczeń i dodaje do tych
obciążeń ( tzn. zakłada się, że przedpokój będzie ogrzewany przez odpowiednio większe grzejniki zainstalowane
w innych pomieszczeniach).

Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa

Strona

10

Zestawienie zapotrzebowania na moc cieplną dla pomieszczeń

Numer

pom.

Zapotrz.

na moc
cieplną

Rozdział zapotrz.

na moc cieplną dla

przedpokoju

Zapotrz. na moc

cieplną z

rozdziałem

W

W

W

1

582

16

598

101

420

9

429

201

420

4

424

301

513

14

527

2

571

15

586

102

391

8

399

202

304

3

307

302

478

13

491

3

402

11

413

103

297

6

303

203

297

3

300

303

351

10

361

Numer

pom.

Zapotrz.

na moc
cieplną

Rozdział zapotrz.

na moc cieplną dla

przedpokoju

Zapotrz. na moc

cieplną z

rozdziałem

W

W

W

4

66

-

-

104

39

-

-

204

16

-

-

304

58

-

-

5

484

13

497

105

475

10

485

205

474

4

478

305

426

12

438

6

420

11

431

106

294

6

300

206

276

2

278

306

310

9

319

Suma zapotrz. na moc cieplną dla
pomieszczeń przyjętych do obliczeń

ΣΣΣΣ

Q=

8364

Suma zapotrz. na moc cieplną dla całego
budynku (bez klatki schodowej)

ΣΣΣΣ

2Q=

16728

Dla całego budynku

ΣΣΣΣ

Q=

16728